Im Vorhaben AluPV werden langfristige Fragestellungen der bautechnischen Produktionstechnologie, neue Fertigungsverfahren und Materialkombination durch Verschränkung von Baustoffwirtschaft, Bereich Metall- und Fassadenbau, dem Energiesektor und dem Bereich Photovoltaikindustrie, adressiert. Dazu wird ein innovatives modulares Fassadensystem aus PV- und Designelementen für ästhetisch ansprechende, energieerzeugende Fassaden entwickelt, gekennzeichnet durch eine vereinfachte Installation in die Gebäudehülle und zum Anschluss an Gebäudeenergiesysteme. Dabei liegt der Fokus auf der Erarbeitung von Lösungen und Funktionsintegration für die konstruktive und elektrischen Anschluss- und Verbindungstechnik durch integrierte Aufhängung im Aluminiumprofil, angepasste Unterkonstruktion und integrierter Modulwechselrichter. Beanspruchungsanalysen, Durchführung von Feld- und Ertragstests und notwendigen Charakterisierungs- und Prüfmethoden zu Material- und Bauteilbewertung auf Seite der Photovoltaik und im Kontext BIM & Zulassung begleiten diese Arbeiten. Abschluss findet das Projekt mit einem Demonstratoraufbau und einer Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Verifikation der Untersuchungsergebnisse und Demonstration einer anwendungsnahen Umsetzung. Das angestrebte modulare System bietet große Chancen mit ästhetisch ansprechenden Produkten zur Beschleunigung des Solarenergieausbaus insbesondere im urbanen Raum beizutragen und das Potential der gebäudeintegrierten Solarintegration aus seiner Nische heraus zu holen. Der Schwerpunkt am ISFH liegt auf der Entwicklung von industrietauglichen Fertigungsverfahren von PV-Modulen auf Al-Bauteilen, die Untersuchung der Langzeitstabilität, Erarbeitung von verschattungstoleranten Verschaltungskonzepten sowie der Bestimmung der PV-Erträge und Systembewertungen für komplexe Integrationssituationen.
Die Anwendung von Beton mit Recyclingbaustoffen setzt neben der technischen Gleichwertigkeit zu Beton nach DIN 1045 auch eine Akzeptanz beim Nutzer des Bauwerks voraus. Mit dem Demonstrationsvorhaben soll gezeigt werden, dass die Gleichwertigkeit vorliegt. Es sind bei der Planung solcher Bauvorhaben Besonderheiten gegenüber einem Bauwerk aus Primärzuschlägen herauszuarbeiten. Die Ausführung des Rohbaus mit Beton aus Sekundärzuschlägen setzt eine Zustimmung im Einzelfall voraus. Es sind hierfür die Versuchsergebnisse zusammenzustellen und für den Antrag aufzuarbeiten. Dazu gehören die Bewertung des Zuschlags und die Ergebnisse der Eignungsprüfung.
Soll zur Herstellung einer Konstruktion nach DIN 1045 ein Beton mit Sekundärzuschlägen aus Bauschutt verwendet werden, so muss dieser industriell gefertigt werden. Da eine solche industrielle Anlage weder verfügbar ist noch Erfahrungen mit der Herstellung, dem Transport und dem Einbau bestehen, ist vor Beginn der Baumaßnahme sicherzustellen, dass mit der Betonieranlage ein Beton hergestellt werden kann, der die Anforderungen der DIN 1045 erfüllt.
Das Vorhaben verfolgt als Ziel eine durchgängige Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators ein produzierendes Unternehmen sollen die Potentiale des hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Teilprojekt Zentrales Model der Archis beabsichtigt die Entwicklung und Validierung eines Use Case zur Digitalisierung einer Bestandsimmobilie in ein digitales Zentrales BIM Modell, welches effizientes und nachhaltiges Facility Management und Smart Building-Anwendungen ermöglicht. Für die Planer der Technischen Gebäudeausstattung (TGA) bedeutet dies, dass alle relevanten Informationen über das Projekt in einem einzigen Modell zusammengefasst werden, und damit ihre Prozesse deutlich effizienter gestalten. Für Architekten und Tragwerksplaner bedeutet dies, dass sie auf ein einheitliches Modell zugreifen können. Für den Besitzer bedeutet dies, dass er einen besseren Überblick über den Energiebedarf und die damit entstehenden CO2 Emissionswerte und Energiekosten hat. Durch das abgestimmte Arbeiten in der (TGA) können die Gewerke Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektro effizienter zusammenarbeiten. Dies ermöglicht, in Echtzeit über alle relevanten Informationen zu kommunizieren, alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind und Optimierungspotentiale realisiert werden können. Dies erhöht die Klimaeffizienz des Gebäudes und reduziert die CO2 Emission.